JP2001192961A - 高温回転ユニオン - Google Patents
高温回転ユニオンInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C37/00—Cooling of bearings
- F16C37/007—Cooling of bearings of rolling bearings
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
- F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
- F16C19/36—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers
- F16C19/361—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers with cylindrical rollers
- F16C19/362—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers with cylindrical rollers the rollers being crossed within the single row
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/6416—With heating or cooling of the system
- Y10T137/6525—Air heated or cooled [fan, fins, or channels]
-
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- Flanged Joints, Insulating Joints, And Other Joints (AREA)
- Mechanical Sealing (AREA)
- Quick-Acting Or Multi-Walled Pipe Joints (AREA)
- Sealing Of Bearings (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 軸方向、半径方向及び揺動的な負荷に対応で
きるように配置された単一型特殊軸受け部を使用した回
転ユニオン集成体を提供する。 【解決手段】 ハウジングに取り付いてロータの回転を
保持するベアリング手段と、回転ユニオンと協働して上
記ベアリング手段を冷却する内部冷媒手段とを有し、上
記冷媒手段は、上記ロータから半径方向外側に等間隔に
張り出して上記ロータと上記ベアリング手段との間に空
気循環をもたらし上記ベアリング手段を冷却する複数の
フィンを備えている回転ユニオンである。
きるように配置された単一型特殊軸受け部を使用した回
転ユニオン集成体を提供する。 【解決手段】 ハウジングに取り付いてロータの回転を
保持するベアリング手段と、回転ユニオンと協働して上
記ベアリング手段を冷却する内部冷媒手段とを有し、上
記冷媒手段は、上記ロータから半径方向外側に等間隔に
張り出して上記ロータと上記ベアリング手段との間に空
気循環をもたらし上記ベアリング手段を冷却する複数の
フィンを備えている回転ユニオンである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気、高温水、高
温油を用いるなどの高温環境下で特に有用な回転ユニオ
ン（ロータリーユニオン）結合装置に関するものであ
る。
温油を用いるなどの高温環境下で特に有用な回転ユニオ
ン（ロータリーユニオン）結合装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、回転ユニオンは、紙やプラス
チック或いは織物の製造処理において広く使用されてお
り、流体源の出口を回転ドラム或いは円筒ロールに結合
したり、或いは開放型の紙製造機に結合されている。流
体源をこのような回転装置に結合する公知の回転ユニオ
ンにおいて、回転ユニオンは炭素ジャーナルベアリング
か、或いは二重ボールベアリングを採用することでロー
タの整合を維持しジョイント結合体の負荷を吸収してい
る。しかしながら、このようなボールベアリング集成体
は約１２５℃の最大温度範囲に限定されてしまうことで
あり、その理由は上記の温度を越えると通常のベアリン
グ材質では熱的な安定性が無いからである。更に、回転
ユニオン内において上記ボールベアリング集成体を回転
ベアリングとして使用するに際し、ボールベアリング集
成体はグリスなどの潤滑剤を用いなければならず、この
ことはベアリングの温度制限によってベアリング構造体
の使用を使用温度に効果的に制限されることになる。
更に、かようなボールベアリング集成体は熱伝達型オイ
ルによって円滑状態にすることが可能であり、このオイ
ルは比較的潤滑性が悪く、従って、集成体自体が少なく
とも二重ベアリング構造を有して回転ユニオンにおける
回転ロータを保持することが要求される。回転ユニオン
のボールベアリングの別の利用としては、多重シールの
集成体構造を要求されると共に、外部バッファ装置を備
えてカーボンベアリング材の熱安定性を維持することが
必要である。従って、このようなベアリング構造は高価
となり、余分な空間を必用とするものである。従って、
高温でも使用可能であって、且つ構造簡単な回転ユニオ
ンが要求されるのであれば、上記のようなベアリング集
成体は自ずとその用途が制限されるものである。
チック或いは織物の製造処理において広く使用されてお
り、流体源の出口を回転ドラム或いは円筒ロールに結合
したり、或いは開放型の紙製造機に結合されている。流
体源をこのような回転装置に結合する公知の回転ユニオ
ンにおいて、回転ユニオンは炭素ジャーナルベアリング
か、或いは二重ボールベアリングを採用することでロー
タの整合を維持しジョイント結合体の負荷を吸収してい
る。しかしながら、このようなボールベアリング集成体
は約１２５℃の最大温度範囲に限定されてしまうことで
あり、その理由は上記の温度を越えると通常のベアリン
グ材質では熱的な安定性が無いからである。更に、回転
ユニオン内において上記ボールベアリング集成体を回転
ベアリングとして使用するに際し、ボールベアリング集
成体はグリスなどの潤滑剤を用いなければならず、この
ことはベアリングの温度制限によってベアリング構造体
の使用を使用温度に効果的に制限されることになる。
更に、かようなボールベアリング集成体は熱伝達型オイ
ルによって円滑状態にすることが可能であり、このオイ
ルは比較的潤滑性が悪く、従って、集成体自体が少なく
とも二重ベアリング構造を有して回転ユニオンにおける
回転ロータを保持することが要求される。回転ユニオン
のボールベアリングの別の利用としては、多重シールの
集成体構造を要求されると共に、外部バッファ装置を備
えてカーボンベアリング材の熱安定性を維持することが
必要である。従って、このようなベアリング構造は高価
となり、余分な空間を必用とするものである。従って、
高温でも使用可能であって、且つ構造簡単な回転ユニオ
ンが要求されるのであれば、上記のようなベアリング集
成体は自ずとその用途が制限されるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、軸方
向、半径方向及び揺動的な負荷に対応できるように配置
された単一型特殊軸受け部（single special bearing p
ortion）を使用した回転ユニオン集成体を提供すること
である。
向、半径方向及び揺動的な負荷に対応できるように配置
された単一型特殊軸受け部（single special bearing p
ortion）を使用した回転ユニオン集成体を提供すること
である。
【０００４】本発明の別の目的は、軸方向、半径方向及
び揺動的な負荷に対応できるように配置された単筒型
の、クロスシリンダ状のローラベアリング、または単一
型で４点接触型ボールベアリング構造体を採用した回転
ユニオン集成体を提供することである。
び揺動的な負荷に対応できるように配置された単筒型
の、クロスシリンダ状のローラベアリング、または単一
型で４点接触型ボールベアリング構造体を採用した回転
ユニオン集成体を提供することである。
【０００５】本発明の更に別の目的は、回転ロータ内に
絶縁エアポケット（即ち、空域）を備えて回転ユニオン
集成体のベアリング部を冷却する作用を有する回転ユニ
オン集成体を提供することである。
絶縁エアポケット（即ち、空域）を備えて回転ユニオン
集成体のベアリング部を冷却する作用を有する回転ユニ
オン集成体を提供することである。
【０００６】本発明の更に他の目的は、回転ロータに配
列された一体構造のフィンを有し、回転ユニオンの一部
若しくはベアリング構造体に対して空気循環をもたら
し、ベアリング温度を作動温度の範囲内に保持すること
のできる回転ユニオンを提供することである。
列された一体構造のフィンを有し、回転ユニオンの一部
若しくはベアリング構造体に対して空気循環をもたら
し、ベアリング温度を作動温度の範囲内に保持すること
のできる回転ユニオンを提供することである。
【０００７】本発明の別の目的は、半径方向及び軸方向
に位置するベアリング集成体をロータに対して間隔をお
いて配置し、回転ユニオンからベアリング集成体への熱
伝達を最小に抑えることのできる回転ユニオン集成体を
提供することである。
に位置するベアリング集成体をロータに対して間隔をお
いて配置し、回転ユニオンからベアリング集成体への熱
伝達を最小に抑えることのできる回転ユニオン集成体を
提供することである。
【０００８】本発明の更に別の目的は、機械的接顔（フ
ェースシール：face seal）構成の回転ユニオンを提供
することである。
ェースシール：face seal）構成の回転ユニオンを提供
することである。
【０００９】本発明の更に別の目的は、機械的な接顔集
成体と作動的に協働する中性緩衝ガスポートを備えて、
上記接顔から漏れた高温のオイルが酸化するのを抑制す
ることのできる回転ユニオン集成体を提供することであ
る。
成体と作動的に協働する中性緩衝ガスポートを備えて、
上記接顔から漏れた高温のオイルが酸化するのを抑制す
ることのできる回転ユニオン集成体を提供することであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点に
鑑みてなされたものであり、その一実施例において、回
転ジョイント若しくはユニオン集成体は、円筒状のハウ
ジングと、エンドキャップ又はヘッド部材と、筒状ロー
タ部材と、ロータベアリング集成体と、機械的面シール
集成体とを有し、上記接顔部集成体は筒状ロータの端部
に保持された回転シール部材と、ハウジング内に位置し
て軸方向に移動可能な保持体（キャリア）若しくはスリ
ーブ部材に装着された非回転型シール部材とを備えてい
る。上記筒状ロータはハウジング内に取り付いており、
且つ、単一のベアリング集成体を備えたロータベアリン
グ集成体によって、上記筒状ロータは、非加熱安定状態
にて非回転シール部材と軸方向に整合され、且つハウジ
ングの深座ぐり（counterbore）に設置されている。ベ
アリング構造体の外側レース（軌道）部材はハウジング
に保持され、ベアリング部材の内側レース（軌道）部材
はロータ部材の肩部に保持されている。
鑑みてなされたものであり、その一実施例において、回
転ジョイント若しくはユニオン集成体は、円筒状のハウ
ジングと、エンドキャップ又はヘッド部材と、筒状ロー
タ部材と、ロータベアリング集成体と、機械的面シール
集成体とを有し、上記接顔部集成体は筒状ロータの端部
に保持された回転シール部材と、ハウジング内に位置し
て軸方向に移動可能な保持体（キャリア）若しくはスリ
ーブ部材に装着された非回転型シール部材とを備えてい
る。上記筒状ロータはハウジング内に取り付いており、
且つ、単一のベアリング集成体を備えたロータベアリン
グ集成体によって、上記筒状ロータは、非加熱安定状態
にて非回転シール部材と軸方向に整合され、且つハウジ
ングの深座ぐり（counterbore）に設置されている。ベ
アリング構造体の外側レース（軌道）部材はハウジング
に保持され、ベアリング部材の内側レース（軌道）部材
はロータ部材の肩部に保持されている。
【００１１】上記筒状ロータ部材は冷却手段を備え、こ
の冷却手段がロータ壁に位置した周状（円周方向）の凹
所を有している。この周状凹所は環状のシール若しくは
絶縁部材によって放射状に取り囲まれていてロータと環
状シール部材との間にエアポケット若しくは空域を形成
し、ベアリング構造体を、ローターを流れる高温流体か
ら遮断している。また、上記冷却手段はロータから半径
方向外側に張り出した複数のフィンを備え、ベアリング
集成体の周り及びその後方の空気循環を促進し、これに
よって外部供給型の冷却手段無しで、およそ１２０℃の
許容範囲内のレベルの温度内にてベアリング温度を維持
することができる。
の冷却手段がロータ壁に位置した周状（円周方向）の凹
所を有している。この周状凹所は環状のシール若しくは
絶縁部材によって放射状に取り囲まれていてロータと環
状シール部材との間にエアポケット若しくは空域を形成
し、ベアリング構造体を、ローターを流れる高温流体か
ら遮断している。また、上記冷却手段はロータから半径
方向外側に張り出した複数のフィンを備え、ベアリング
集成体の周り及びその後方の空気循環を促進し、これに
よって外部供給型の冷却手段無しで、およそ１２０℃の
許容範囲内のレベルの温度内にてベアリング温度を維持
することができる。
【００１２】円筒状のハウジング内にてベアリング集成
体を半径方向及び軸方向に配置することで、回転集成体
の作動中においてベアリングの作動温度を最低とするこ
とによって、ベアリング効率を最大とすることができ
る。ベアリング集成体は、比較的潤滑性に乏しい熱伝達
オイルによってベアリングを潤滑状態とする必要のな
い、単一型の特殊軸受け構造を有している。また、この
ベアリング構造体は、回転ロータに対してハウジング内
で軸方向に配置されているために、ロータの半径方向と
軸方向との双方の負荷を操作し、ロータの全方向におい
て改良された枢支状態を提供する。従って、この単一型
特殊軸受け構造体は、炭素ジャーナル型のベアリングに
比べて遙かに高い負荷と速度範囲をもたらすものであ
り、他方、更にコンパクト構造であるために従来のよう
な二重ボールベアリング構造よりも非常に少ないスペー
スで良いことになる。
体を半径方向及び軸方向に配置することで、回転集成体
の作動中においてベアリングの作動温度を最低とするこ
とによって、ベアリング効率を最大とすることができ
る。ベアリング集成体は、比較的潤滑性に乏しい熱伝達
オイルによってベアリングを潤滑状態とする必要のな
い、単一型の特殊軸受け構造を有している。また、この
ベアリング構造体は、回転ロータに対してハウジング内
で軸方向に配置されているために、ロータの半径方向と
軸方向との双方の負荷を操作し、ロータの全方向におい
て改良された枢支状態を提供する。従って、この単一型
特殊軸受け構造体は、炭素ジャーナル型のベアリングに
比べて遙かに高い負荷と速度範囲をもたらすものであ
り、他方、更にコンパクト構造であるために従来のよう
な二重ボールベアリング構造よりも非常に少ないスペー
スで良いことになる。
【００１３】本発明は、以下に図面を参照して詳細を説
明するように、新規な構成を備えたものであり、本発明
の技術的思想の範囲内で種々変更が可能である。
明するように、新規な構成を備えたものであり、本発明
の技術的思想の範囲内で種々変更が可能である。
【００１４】
【実施例】先ず、図１はデュオフロー（duoflow）型回
転ユニオン若しくはジョイント集成体１０を示してお
り、これが流体源を回転ドラムまたはカレンダローラ
（図示せず）に結合するように形成されている。回転ユ
ニオン集成体１０は、円筒状のハウジング１２と、エン
ドキャップ若しくはヘッド部材１４と、筒状ロータ部材
１１と、ロータベアリングおよび機械的接顔（フェイス
シール）集成体１８とを備えている。上記機械的接顔集
成体１８は、筒状ロータ１１の端部１１ａに取り付けた
回転接顔部材２２を有すると共に、キャリアスリーブ集
成体２４に取り付いた第２の非回転シール部材２２とを
備えており、これが第１の位置と第２の位置との間を軸
方向に移動可能となっている。ここで、上記第１の位置
は、上記第２のシール部材が上記第１のシール部材から
離れた状態であり、上記第２の位置は、上記第２のシー
ル部材と上記第１のシール部材とが互いに係合してロー
タとキャリアとの間のシールを構成している状態であ
る。筒状ロータ１１は軸方向の排出孔若しくは通路１７
を備えている。
転ユニオン若しくはジョイント集成体１０を示してお
り、これが流体源を回転ドラムまたはカレンダローラ
（図示せず）に結合するように形成されている。回転ユ
ニオン集成体１０は、円筒状のハウジング１２と、エン
ドキャップ若しくはヘッド部材１４と、筒状ロータ部材
１１と、ロータベアリングおよび機械的接顔（フェイス
シール）集成体１８とを備えている。上記機械的接顔集
成体１８は、筒状ロータ１１の端部１１ａに取り付けた
回転接顔部材２２を有すると共に、キャリアスリーブ集
成体２４に取り付いた第２の非回転シール部材２２とを
備えており、これが第１の位置と第２の位置との間を軸
方向に移動可能となっている。ここで、上記第１の位置
は、上記第２のシール部材が上記第１のシール部材から
離れた状態であり、上記第２の位置は、上記第２のシー
ル部材と上記第１のシール部材とが互いに係合してロー
タとキャリアとの間のシールを構成している状態であ
る。筒状ロータ１１は軸方向の排出孔若しくは通路１７
を備えている。
【００１５】ロータベアリング集成体３０は、非熱安定
状態で位置し、且つ、ロータ１１の内部軸体１１ｂを囲
んでいるハウジング１２内の深座ぐりに載置された単一
型の特殊軸受け集成体３２を備えている。前記ベアリン
グ集成体３０の外側のレース部材３４はハウジング１２
に保持され、内側のレース部材３６は構造的に配列され
てロータ部材１１の肩部２５と協働するようになってお
り、これによってロータの回転を保持している。
状態で位置し、且つ、ロータ１１の内部軸体１１ｂを囲
んでいるハウジング１２内の深座ぐりに載置された単一
型の特殊軸受け集成体３２を備えている。前記ベアリン
グ集成体３０の外側のレース部材３４はハウジング１２
に保持され、内側のレース部材３６は構造的に配列され
てロータ部材１１の肩部２５と協働するようになってお
り、これによってロータの回転を保持している。
【００１６】ハウジング１２、又は前記終端キャップ若
しくはヘッド部材１４は、フランジ部２６を備えてお
り、従来周知の技術によりユニオンを作動結合させて、
連結媒体の供給と取り外しをなしている。図１と図３に
はデュオフロー型ユニオンが図示されており、これがそ
れぞれ第１と第２のポート（口部）２８，２９を備え、
また、図４と図５には単一のポート２８を備えたモノフ
ロー（monoflow）型のユニオンが図示されている。
しくはヘッド部材１４は、フランジ部２６を備えてお
り、従来周知の技術によりユニオンを作動結合させて、
連結媒体の供給と取り外しをなしている。図１と図３に
はデュオフロー型ユニオンが図示されており、これがそ
れぞれ第１と第２のポート（口部）２８，２９を備え、
また、図４と図５には単一のポート２８を備えたモノフ
ロー（monoflow）型のユニオンが図示されている。
【００１７】本発明において、筒状ロータ部材１１はそ
の周囲に延びた絶縁性の空隙若しくは空域４０を有して
いる。上記空域４０は外側ロータ壁１３の凹所４２で画
成されていると共に、ロータ壁１３の凹所に位置してお
り、上記ロータ壁１３は絶縁部材４４によって放射状に
囲繞され且つシールされている。上記空域４０は、ロー
タ１１の排出通路１７を介して流れる高温流体から上記
ベアリング集成体を絶縁している。図２に示すとおり、
ロータ１１はロータに対して等間隔で配置され且つロー
タから外側に張り出した複数のフィン４６を備えてお
り、ベアリング集成体３０の周囲及びその後方の空気の
循環を助長し、これによって外部の冷却手段を要するこ
となく約１２０℃の容認レベル内のベアリング温度を維
持することになる。
の周囲に延びた絶縁性の空隙若しくは空域４０を有して
いる。上記空域４０は外側ロータ壁１３の凹所４２で画
成されていると共に、ロータ壁１３の凹所に位置してお
り、上記ロータ壁１３は絶縁部材４４によって放射状に
囲繞され且つシールされている。上記空域４０は、ロー
タ１１の排出通路１７を介して流れる高温流体から上記
ベアリング集成体を絶縁している。図２に示すとおり、
ロータ１１はロータに対して等間隔で配置され且つロー
タから外側に張り出した複数のフィン４６を備えてお
り、ベアリング集成体３０の周囲及びその後方の空気の
循環を助長し、これによって外部の冷却手段を要するこ
となく約１２０℃の容認レベル内のベアリング温度を維
持することになる。
【００１８】図２に示すように、本発明の一実施例にお
いては、８個のフィンを設けてあり、これがロータから
半径方向外側に張り出した構成を示している。しかしな
がら、フィンの数については適宜選択可能であり、ロー
タの周りのフィン間の距離が等間隔にバランス良く形成
されていれば都度変更可能である。フィン回転に起因す
る空気冷却によって、空気冷媒をフィン４６間の空隙５
７に導き、ベアリング集成体を冷却し、且つ、非加熱安
定型ベアリングをベアリング集成体に使用できるように
している。更には、ベアリング集成体３０を上記円筒状
のハウジング１２内にて上記半径方向及び軸方向の配置
とすることで、回転集成体の作動中ベアリングの作動温
度を最低とすることができるので、ベアリング効率を最
大に高めることができる。かくて、デュオフロー型回転
ジョイント１０（図３）とモノフロー型の回転ジョイン
ト１０（図５）の作動条件によって、図３及び図５の矢
印で示すようにベアリング集成体３０の周りに空気冷媒
を流すことが可能となる。
いては、８個のフィンを設けてあり、これがロータから
半径方向外側に張り出した構成を示している。しかしな
がら、フィンの数については適宜選択可能であり、ロー
タの周りのフィン間の距離が等間隔にバランス良く形成
されていれば都度変更可能である。フィン回転に起因す
る空気冷却によって、空気冷媒をフィン４６間の空隙５
７に導き、ベアリング集成体を冷却し、且つ、非加熱安
定型ベアリングをベアリング集成体に使用できるように
している。更には、ベアリング集成体３０を上記円筒状
のハウジング１２内にて上記半径方向及び軸方向の配置
とすることで、回転集成体の作動中ベアリングの作動温
度を最低とすることができるので、ベアリング効率を最
大に高めることができる。かくて、デュオフロー型回転
ジョイント１０（図３）とモノフロー型の回転ジョイン
ト１０（図５）の作動条件によって、図３及び図５の矢
印で示すようにベアリング集成体３０の周りに空気冷媒
を流すことが可能となる。
【００１９】図１と図４に示す本発明の実施例におい
て、デュオフロー型回転ジョイント１０（図１）とモノ
フロー型の回転ジョイント１０（図４）は、もしベアリ
ング構造体の周囲と後部における空気冷媒の流れを増大
させたい場合には、回転ユニオンはロータ１１の周囲に
配列された環状通路５４を設けて送風機５６からフィン
４６間の空隙５７を介して空気冷媒を導いて、ベアリン
グハウジングの冷却を促進するようにすることもでき
る。この構成を図１と図４に示す。
て、デュオフロー型回転ジョイント１０（図１）とモノ
フロー型の回転ジョイント１０（図４）は、もしベアリ
ング構造体の周囲と後部における空気冷媒の流れを増大
させたい場合には、回転ユニオンはロータ１１の周囲に
配列された環状通路５４を設けて送風機５６からフィン
４６間の空隙５７を介して空気冷媒を導いて、ベアリン
グハウジングの冷却を促進するようにすることもでき
る。この構成を図１と図４に示す。
【００２０】本願の回転ユニオンの新規構成では、筒状
ロータの端部１１ａに回転シール部材２０を取り付け
て、キャリア集成体２４に取り付けた非回転シール部材
２２に関連して機械的シールを構成する。図１及び図３
乃至５において、上記非回転シール部材２２は別個に取
り付けたバネ付勢型の保持部材２３と縦列配置され、上
記バネ付勢の保持部材２３によって非回転型シールが浮
き上がり、これによって、回転ユニオン１０の作動中に
おける温度勾配からくるシール面の歪みを最小にする。
ロータの端部１１ａに回転シール部材２０を取り付け
て、キャリア集成体２４に取り付けた非回転シール部材
２２に関連して機械的シールを構成する。図１及び図３
乃至５において、上記非回転シール部材２２は別個に取
り付けたバネ付勢型の保持部材２３と縦列配置され、上
記バネ付勢の保持部材２３によって非回転型シールが浮
き上がり、これによって、回転ユニオン１０の作動中に
おける温度勾配からくるシール面の歪みを最小にする。
【００２１】図１と図３乃至５に示すように、円筒状の
ハウジングは、冷媒ユニオンの機械的なシールを囲むキ
ャビティと連通するポート（口部）５０を有している。
このポートにより、窒素などの中性緩衝ガスの注入が可
能となり、ポート５０を介してキャビティ５２に導くこ
ととなり、機械的シール面（接顔）集成体１８から漏れ
た高温オイルの酸化を抑制することができる。中性緩衝
ガスを使用することによって、機械的な接顔部（即ち、
フェースシール）のいかなるシール漏れをも制御でき、
良好な環境保護をもたらし、流体への人体の露出も最小
とすることができる。
ハウジングは、冷媒ユニオンの機械的なシールを囲むキ
ャビティと連通するポート（口部）５０を有している。
このポートにより、窒素などの中性緩衝ガスの注入が可
能となり、ポート５０を介してキャビティ５２に導くこ
ととなり、機械的シール面（接顔）集成体１８から漏れ
た高温オイルの酸化を抑制することができる。中性緩衝
ガスを使用することによって、機械的な接顔部（即ち、
フェースシール）のいかなるシール漏れをも制御でき、
良好な環境保護をもたらし、流体への人体の露出も最小
とすることができる。
【００２２】単一型特殊軸受け構成が好ましいのは、こ
の構成が潤滑性では比較的乏しい熱伝達オイルによって
滑らかにする必要がない、という理由からである。従っ
て、絶縁の空域の使用と関連するフィン構造によって、
ベアリング集成体の周りの優れた空気循環を得ることが
でき、ベアリング集成体の温度を許容できる範囲の作動
レベル内に維持することができる。
の構成が潤滑性では比較的乏しい熱伝達オイルによって
滑らかにする必要がない、という理由からである。従っ
て、絶縁の空域の使用と関連するフィン構造によって、
ベアリング集成体の周りの優れた空気循環を得ることが
でき、ベアリング集成体の温度を許容できる範囲の作動
レベル内に維持することができる。
【００２３】更に、単一型のベアリング構造は、ロータ
に対してハウジング内で軸方向に配置されているため
に、回転するロータの半径方向の負荷と軸方向の負荷の
双方を扱い、且つロータの全ての方向の改善された保持
をもたらすものである。前記特殊軸受け構造によって、
炭素ジャーナル型のベアリングよりも遙かに高い負荷と
速度能力とを呈し、また、構成としては更にコンパクト
にすることができて、従来公知の対となるジャーナルボ
ールベアリングよりも少ないスペースとすることができ
る。
に対してハウジング内で軸方向に配置されているため
に、回転するロータの半径方向の負荷と軸方向の負荷の
双方を扱い、且つロータの全ての方向の改善された保持
をもたらすものである。前記特殊軸受け構造によって、
炭素ジャーナル型のベアリングよりも遙かに高い負荷と
速度能力とを呈し、また、構成としては更にコンパクト
にすることができて、従来公知の対となるジャーナルボ
ールベアリングよりも少ないスペースとすることができ
る。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、その一
実施例において説明したように、回転ジョイント若しく
はユニオン集成体は、円筒状のハウジングと、端末キャ
ップ又はヘッド部材と、筒状ロータ部材と、ロータベア
リング集成体と、機械的面シール集成体とを有し、上記
面シール集成体は筒状ロータの端部に保持された回転シ
ール部材と、ハウジング内に位置して軸方向に移動可能
な保持体（キャリア）若しくはスリーブ部材に装着され
た非回転型シール部材とを備えている。上記筒状ロータ
はハウジング内に取り付いており、且つ、単一のベアリ
ング集成体を備えたロータベアリング集成体によって、
上記筒状ロータは、非加熱安定状態にて非回転シール部
材と軸方向に整合され、且つハウジングの深座ぐりに設
置されている。ベアリング構造体の外側レース部材はハ
ウジングに保持され、ベアリング部材の内側レース部材
はロータ部材の肩部に保持されている。
実施例において説明したように、回転ジョイント若しく
はユニオン集成体は、円筒状のハウジングと、端末キャ
ップ又はヘッド部材と、筒状ロータ部材と、ロータベア
リング集成体と、機械的面シール集成体とを有し、上記
面シール集成体は筒状ロータの端部に保持された回転シ
ール部材と、ハウジング内に位置して軸方向に移動可能
な保持体（キャリア）若しくはスリーブ部材に装着され
た非回転型シール部材とを備えている。上記筒状ロータ
はハウジング内に取り付いており、且つ、単一のベアリ
ング集成体を備えたロータベアリング集成体によって、
上記筒状ロータは、非加熱安定状態にて非回転シール部
材と軸方向に整合され、且つハウジングの深座ぐりに設
置されている。ベアリング構造体の外側レース部材はハ
ウジングに保持され、ベアリング部材の内側レース部材
はロータ部材の肩部に保持されている。
【００２５】そして、上記筒状ロータ部材は冷却手段を
備え、この冷却手段がロータ壁に位置した周状（円周方
向）の凹所を有している。この周状凹所は環状のシール
若しくは絶縁部材によって放射状に取り囲まれていてロ
ータと環状シール部材との間にエアポケット若しくは空
域を形成し、ベアリング構造体を、ローターを流れる高
温流体から遮断している。また、上記冷却手段はロータ
から半径方向外側に張り出した複数のフィンを備え、ベ
アリング集成体の周り及びその後方の空気循環を促進
し、これによって外部供給型の冷却手段無しで、およそ
１２０℃の許容範囲内のレベルの温度内にてベアリング
温度を維持することができる。
備え、この冷却手段がロータ壁に位置した周状（円周方
向）の凹所を有している。この周状凹所は環状のシール
若しくは絶縁部材によって放射状に取り囲まれていてロ
ータと環状シール部材との間にエアポケット若しくは空
域を形成し、ベアリング構造体を、ローターを流れる高
温流体から遮断している。また、上記冷却手段はロータ
から半径方向外側に張り出した複数のフィンを備え、ベ
アリング集成体の周り及びその後方の空気循環を促進
し、これによって外部供給型の冷却手段無しで、およそ
１２０℃の許容範囲内のレベルの温度内にてベアリング
温度を維持することができる。
【００２６】円筒状のハウジング内にてベアリング集成
体を半径方向及び軸方向に配置することで、回転集成体
の作動中においてベアリングの作動温度を最低とするこ
とによって、ベアリング効率を最大とすることができ
る。ベアリング集成体は、比較的潤滑性に乏しい熱伝達
オイルによってベアリングを潤滑状態とする必要のな
い、単一型の特殊軸受け構造を有している。また、この
ベアリング構造体は、回転ロータに対してハウジング内
で軸方向に配置されているために、ロータの半径方向と
軸方向との双方の負荷を扱い、ロータの全方向において
改良された枢支状態を提供する。従って、この単一型特
殊軸受け構造体は、炭素ジャーナル型のベアリングに比
べて遙かに高い負荷と速度範囲をもたらすものであり、
加えて、更にコンパクト構造であるために従来のような
二重ボールベアリング構造よりも非常に少ないスペース
で良いことになる等の数々の作用効果を奏することがで
きるものである。
体を半径方向及び軸方向に配置することで、回転集成体
の作動中においてベアリングの作動温度を最低とするこ
とによって、ベアリング効率を最大とすることができ
る。ベアリング集成体は、比較的潤滑性に乏しい熱伝達
オイルによってベアリングを潤滑状態とする必要のな
い、単一型の特殊軸受け構造を有している。また、この
ベアリング構造体は、回転ロータに対してハウジング内
で軸方向に配置されているために、ロータの半径方向と
軸方向との双方の負荷を扱い、ロータの全方向において
改良された枢支状態を提供する。従って、この単一型特
殊軸受け構造体は、炭素ジャーナル型のベアリングに比
べて遙かに高い負荷と速度範囲をもたらすものであり、
加えて、更にコンパクト構造であるために従来のような
二重ボールベアリング構造よりも非常に少ないスペース
で良いことになる等の数々の作用効果を奏することがで
きるものである。
【００２７】
【図１】本発明の一実施例によるによる、デュオフロー
型の回転ジョイントを示す図である。
型の回転ジョイントを示す図である。
【図２】第１図の２−２線に沿って破断した端面図であ
る。
る。
【図３】本発明の更に別の実施例によるデュオフロー型
回転ジョイントの断面図であある。
回転ジョイントの断面図であある。
【図４】図１に示す実施例による、本発明のモノフロー
型回転ジョイントの断面図である。
型回転ジョイントの断面図である。
【図５】図３に示す実施例による、本発明のモノフロー
型回転ジョイントの断面図である。
型回転ジョイントの断面図である。
１０ 回転ユニオン集成体 １１ 筒状ロータ部材 １２ 円筒ハウジング １４ ヘッド部材 １７ 通路 １８ シール集成体 ２０ 回転接顔（フェースシール）部材 ２２ 非回転の第２のシール部材 ２３ 保持部材 ２４ キャリアスリーブ集成体 ２５ 肩部 ２８，２９，５０ ポート ３０ ベアリング集成体 ３４ 外側レース部材 ４０ 空域 ４２ 凹所 ４６ フィン ５２ キャビティ ５６ 送風機 ５７ 空隙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｄ２１Ｆ 5/02 Ｄ２１Ｇ 1/02 Ｄ２１Ｇ 1/02 Ｆ１６Ｌ 27/08 Ｚ
Claims (17)
- 【請求項１】 ハウジグと、上記ハウジング内にて回動
可能に取り付いていると共に、ユニオンと上記筒状ロー
タを通る流体を受けるようにした回転装置と結合する筒
状ロータと、上記ハウジング内にて軸方向に移動可能と
したキャリア部材と、ロータに取り付いていて且つロー
タと共に回転する回転型の第１のシール部材と、上記ハ
ウジング内第１の位置と第２の位置との間を軸方向に移
動可能となるように上記キャリア部材に取り付いた非回
動型の第２のシール手段とを有し、上記第１の位置は上
記第２のシール部材が上記第１のシール部材から離れた
位置であり、上記第２の位置は上記第２のシール部材と
上記第１のシール部材が互いに係合してロータと筒状キ
ャリアとの間において回転型の機械的シールを形成する
ようにしてなり、 更に上記ハウジングに取り付いてロータの回転を保持す
るベアリング手段と、回転ユニオンと協働して上記ベア
リング手段を冷却する内部冷媒手段とを有してなり、 上記冷媒手段は、上記ロータから半径方向外側に等間隔
に張り出して上記ロータと上記ベアリング手段との間に
空気循環をもたらし上記ベアリング手段を冷却する複数
のフィンを備えてなる、デュオフロー型回転ユニオン。 - 【請求項２】 上記ベアリング手段は単一型の特殊軸受
け集成体である請求項１の回転ユニオン。 - 【請求項３】 上記複数のフィン部材は８個のフィン部
材である請求項２の回転ユニオン。 - 【請求項４】 上記冷媒手段は、更にロータの外側壁に
円周状の環状凹所を有し、上記環状凹所は環状のシール
部材で囲まれており、上記環状のシール部材は上記環状
凹所の近傍に張り出して上記ロータの外側壁と上記環状
シール部材との間に空域を形成し、これにより上記ベア
リング手段を回転ユニオンを通る高温流体から隔離する
ようにしてなる、請求項１の回転ユニオン。 - 【請求項５】 上記ハウジングは、回転する上記第１の
シール手段と、上記非回転の第２のシール手段とを連通
する複数のポートを有し、これにより中性緩衝ガスが導
入されて機械的シールから漏れたオイルの酸化を抑制す
るようにしてなる、請求項１の回転ユニオン。 - 【請求項６】 上記複数のフィン部材は６個のフィン部
材である請求項１の回転ユニオン。 - 【請求項７】 上記冷媒手段は、上記ロータの上記フィ
ン部材の周囲を延びて配列された環状通路を有してお
り、更に空気冷媒を移送して上記ロータと上記ベアリン
グ手段との間に空気循環を形成して上記ベアリング手段
を冷却してなる、請求項１の回転ユニオン。 - 【請求項８】 ハウジグと、上記ハウジング内にて回動
可能に取り付いていると共に、ユニオンと上記筒状ロー
タを通る流体を受けるようにした回転装置と結合する筒
状ロータと、上記ハウジング内にて軸方向に移動可能と
したキャリア部材と、ロータに取り付いていて且つロー
タと共に回転する回転型の第１のシール部材と、上記ハ
ウジング内の第１の位置と第２の位置との間を軸方向に
移動可能となるように上記キャリア部材に取り付いた非
回動型の第２のシール部材とを有し、上記第１の位置は
上記第２のシール部材が上記第１のシール部材から離れ
た位置であり、上記第２の位置は上記第２のシール部材
と上記第１のシール部材が互いに係合してロータと筒状
キャリアとの間において回転型の機械的シールを形成す
るようにしてなり、 更に上記ハウジングに取り付いてロータの回転を保持す
るベアリング手段と、回転ユニオンと協働して上記ベア
リング手段を冷却する内部冷媒手段とを有してなり、 上記冷媒手段は、上記環状凹所の周りに張り出した環状
シール部材によって囲まれたロータの外側壁に設けた円
周状の環状凹所を有して上記ロータの外側壁と上記環状
シール部材との間に空域を形成することで上記ベアリン
グ手段を上記回転ユニオンを通る高温流体から隔絶して
なる、回転ユニオン。 - 【請求項９】 上記ベアリング手段は単体の特殊軸受け
集成体である請求項８の回転ユニオン。 - 【請求項１０】 上記ハウジングは回転する第１のシー
ル手段と非回転型の第２のシール部材とを連通するよう
に配置されたポートを有して、中性緩衝ガスの導入を許
容して、機械的シールから漏れた高温オイルの酸化を抑
制するようにしてなる回転ユニオン。 - 【請求項１１】 ハウジグと、上記ハウジング内にて回
動可能に取り付いていると共に、ユニオンと上記筒状ロ
ータを通る流体を受けるようにした回転装置と結合する
筒状ロータと、上記ハウジング内にて軸方向に移動可能
としたキャリア部材と、ロータに取り付いていて且つロ
ータと共に回転する回転型の第１のシール部材と、上記
ハウジング内第１の位置と第２の位置との間を軸方向に
移動可能となるように上記キャリア部材に取り付いた非
回動型の第２のシール手段とを有し、上記第１の位置は
上記第２のシール部材が上記第１のシール部材から離れ
た位置であり、上記第２の位置は上記第２のシール部材
と上記第１のシール部材が互いに係合してロータと筒状
キャリアとの間において回転型の機械的シールを形成す
るようにしてなり、 更に上記ハウジングに取り付いてロータの回転を保持す
るベアリング手段と、回転ユニオンと協働して上記ベア
リング手段を冷却する内部冷媒手段とを有してなり、 上記冷媒手段は、上記ロータから半径方向外側に等間隔
に張り出して上記ロータと上記ベアリング手段との間に
空気循環をもたらし上記ベアリング手段を冷却する複数
のフィンを備えてなる、モノフロー型回転ユニオン。 - 【請求項１２】 上記ベアリング手段は単一型のクロス
シリンダ型ローラベアリング集成体である、請求項１１
の回転ユニオン。 - 【請求項１３】 上記複数のフィン部材は８個のフィン
部材である請求項１２の回転ユニオン。 - 【請求項１４】 上記冷媒手段は、更にロータの外側壁
に円周状の環状凹所を有し、上記環状凹所は環状のシー
ル部材で囲まれており、上記環状のシール部材は上記環
状凹所の近傍に張り出して上記ロータの外側壁と上記環
状シール部材との間に空域を形成し、これにより上記ベ
アリング手段を回転ユニオンを通る高温流体から隔離す
るようにしてなる、請求項１１の回転ユニオン。 - 【請求項１５】 上記ハウジングは、回転する上記第１
のシール手段と、上記非回転の第２のシール手段とを連
通する複数のポートを有し、これにより中性緩衝ガスが
導入されて、機械的シールから漏れたオイルの酸化を抑
制するようにしてなる、請求項１の回転ユニオン。 - 【請求項１６】 上記複数のフィン部材は６個のフィン
部材である請求項１の回転ユニオン。 - 【請求項１７】 上記冷媒手段は、上記ロータの上記フ
ィン部材の周囲を延びて配列された環状通路を有してお
り、更に空気冷媒を移送して上記ロータと上記ベアリン
グ手段との間に空気循環を形成して上記ベアリング手段
を冷却してなる、請求項１の回転ユニオン。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/470865 | 1999-12-23 | ||
| US09/470,865 US6164316A (en) | 1999-12-23 | 1999-12-23 | High temperature rotating union |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001192961A true JP2001192961A (ja) | 2001-07-17 |
| JP3706013B2 JP3706013B2 (ja) | 2005-10-12 |
Family
ID=23869388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000320818A Expired - Fee Related JP3706013B2 (ja) | 1999-12-23 | 2000-10-20 | 高温回転ユニオン |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6164316A (ja) |
| EP (1) | EP1111287B1 (ja) |
| JP (1) | JP3706013B2 (ja) |
| AT (1) | ATE269507T1 (ja) |
| BR (1) | BR0006388A (ja) |
| CA (1) | CA2323409C (ja) |
| DE (1) | DE60011559T2 (ja) |
| ES (1) | ES2223408T3 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5984318B1 (ja) * | 2015-05-19 | 2016-09-06 | 月島機械株式会社 | ロータリージョイント |
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|---|---|---|---|---|
| DE19932355B4 (de) * | 1999-07-10 | 2010-07-15 | GAT Gesellschaft für Antriebstechnik mbH | Drehdurchführung für wechselnde Medien |
| US20040163709A1 (en) * | 2003-02-24 | 2004-08-26 | Baugh Benton F. | Fluid swivel with cooling porting |
| ITUD20030167A1 (it) * | 2003-08-08 | 2005-02-09 | De Longhi Spa | Raccordo coassiale a giunto. |
| US8172738B2 (en) * | 2006-01-18 | 2012-05-08 | 3M Innovative Properties Company | Dead-shaft roller with aerostatic rotary union |
| US7692553B2 (en) | 2006-07-21 | 2010-04-06 | Deublin Company | Leak detecting system for rotating union |
| US8714598B2 (en) | 2010-11-30 | 2014-05-06 | 2141632 Ontario Inc. | Hydraulic fluid coupling comprising an inline swivel joint |
| US9970577B2 (en) | 2013-09-27 | 2018-05-15 | The Procter & Gamble Company | Rotary union |
| DE102015011978B4 (de) | 2015-09-14 | 2019-03-28 | M. E. E. GmbH | Drehdurchführung für die Durchführung eines fließfähigen Mediums |
| DE102016112470A1 (de) * | 2016-07-07 | 2018-01-11 | GAT Gesellschaft für Antriebstechnik mbH | Pulverdrehdurchführung mit Spülkammer |
| CN106738525A (zh) * | 2017-01-04 | 2017-05-31 | 泉州嘉德利电子材料有限公司 | 用于薄膜生产流水线的旋转加热辊 |
| DE102018215736A1 (de) * | 2018-09-17 | 2020-03-19 | Christian Maier GmbH & Co. KG | Gleitringdichtung und Drehdurchführung mit Gleitringdichtung |
| KR102598597B1 (ko) * | 2022-05-17 | 2023-11-03 | 조대휘 | 고온용 로터리 조인트 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1004467A (fr) * | 1947-04-26 | 1952-03-31 | Const Mecaniques Et Outil S So | Dispositif perfectionné formant soupape pour compresseurs et machines analogues |
| US4683912A (en) * | 1986-03-06 | 1987-08-04 | General Motors Corporation | Rotary coupler for a robot |
| ATE82384T1 (de) * | 1990-02-23 | 1992-11-15 | Maier Christian Masch | Dichtkopf zum zufuehren eines waermetraegermediums zu einem rotierenden drucksystem. |
| DE19618661C1 (de) * | 1996-05-09 | 1997-10-09 | Maier Christian Masch | Dichtkopf zum Transport eines Wärmeträgermediums zu einem rotierenden Drucksystem |
| US5617879A (en) * | 1995-02-17 | 1997-04-08 | Deublin Company | Sealing arrangement for a coolant union having a floating seal assembly |
-
1999
- 1999-12-23 US US09/470,865 patent/US6164316A/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-10-17 CA CA002323409A patent/CA2323409C/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-10-18 AT AT00309189T patent/ATE269507T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-10-18 EP EP00309189A patent/EP1111287B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-18 ES ES00309189T patent/ES2223408T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-18 DE DE60011559T patent/DE60011559T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-10-20 JP JP2000320818A patent/JP3706013B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2016185762A1 (ja) * | 2015-05-19 | 2016-11-24 | 月島機械株式会社 | ロータリージョイント |
| CN107407449A (zh) * | 2015-05-19 | 2017-11-28 | 月岛机械株式会社 | 旋转接头 |
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| Publication number | Publication date |
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